一种微电网储能经济运行控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种微电网储能经济运行控制方法和装置，先确定储能单元电量的有效状态，然后计算储能单元的充放电功率，并确定阶段指标函数，最后确定储能单元的最优运行成本，并确定储能单元充放电功率的最优调度策略，实现对微电网中储能单元的智能调度，确保储能单元的经济稳定运行。本发明专利技术提供的技术方案基于双向动态规划算法从顺序和逆序两个方向向中间进行搜索，通过改进各个阶段的状态数，大大减少了动态规划算法的计算量，提高了时间效率，且当计算时间要求不高时，该双向动态规划算法可以给出更符合优化目标的储能单元经济运行调度策略。

A control method and device for the economic operation of microgrid energy storage

The present invention provides economic operation control method and device for micro grid energy storage, energy storage unit to determine the effective state power, and then calculate the charge and discharge power storage unit, and determine the stage index function, finally determine the optimal operation cost of energy storage unit, and determine the optimal scheduling strategy for energy storage unit charge and discharge power the realization of intelligent scheduling for micro grid energy storage unit, to ensure the stable operation of the economy energy storage unit. The technical scheme of the invention provides a bidirectional dynamic programming algorithm based on the sequential and reverse direction of the two to the middle of the search, through a number of improved state of each phase, greatly reducing the amount of calculation of the dynamic programming algorithm, improves the efficiency, and when the computing time requirements is not high, the bidirectional dynamic programming algorithm can be given more in line with optimization of the energy storage unit economic operation scheduling strategy.

【技术实现步骤摘要】
一种微电网储能经济运行控制方法和装置
本专利技术涉及微电网
，具体涉及一种微电网储能经济运行控制方法和装置。
技术介绍
随着经济的快速发展和能耗日益增加，可再生能源的开发及可持续能源系统的构建成为电力工业的必然趋势，由于微电网具有能源利用率高和对环境友好等优点，所以微电网受到广泛的关注。微电网作为一种新的电力网络系统，其由分布式电源、储能单元和用电负荷等组成。储能单元作为微电网重要的组成部分，对储能单元的智能调度关系着微电网的大力发展。储能单元在微电网中的作用主要体现在：(1)削峰填谷；(2)提高电能质量；(3)提高微电网经济性；(4)稳定可再生能源输出。综上所述，如何配置合理的各微电源及储能单元的功率出力，以达到满足调度要求的系统输出特性和经济性，是微电网智能调度的主要内容。目前对微电网中储能单元调度通常采用以下两种方法：方法1)人为制定策略，如分布式电源的出力大于负荷时，储存多余的电能，分布式电源出力不足以满足负荷时，储能单元则开始放电；方法2)利用智能算法或者经典算法计算储能单元的充放电功率。上述方法1)未考虑各时间段的关联，没有进行统筹安排调度，灵活性低且通常不能达到最优目标，上述方法2)在含有多个局部最优解问题时无法保证收敛到全局最优解，参数选取困难。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种微电网储能经济运行控制方法和装置，先确定储能单元电量的有效状态，然后根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率，并根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数，最后根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本，并根据储能单元的最优运行成本最终确定储能单元充放电功率的最优调度策略，实现对微电网中储能单元的智能调度，确保储能单元的经济稳定运行。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：本专利技术提供一种微电网储能经济运行控制方法，包括：确定储能单元电量的有效状态；根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率，并根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数；根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略。所述确定储能单元电量的有效状态包括：判断i阶段储能单元的电量S(i)和N-i阶段储能单元的电量S(N-i)是否各自满足若是，S(i)和S(N-i)为有效状态，否则S(i)和S(N-i)为无效状态；其中，S(i)表示i阶段储能单元的电量，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量，S(i-1)min和S(i-1)max分别表示i-1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，S(N-i+1)min和S(N-i+1)max分别表示N-i+1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，PBCmax表示储能单元的最大充电功率，PBDmax表示储能单元的最大放电功率，ηd表示储能单元的放电效率，ηc表示储能单元的充电效率，Δt表示相邻阶段的时间间隔。所述根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率包括：根据下式计算i阶段储能单元的充放电功率：其中，PB(i)表示i阶段储能单元的充放电功率；Sup(i)表示i阶段储能单元电量变化量，且Sup(i)＝(1-τ)S(i-1)-S(i)，S(i-1)表示i-1阶段储能单元的电量，τ表示储能单元的自放电率；根据下式计算N-i+1阶段储能单元的充放电功率：其中，PB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的充放电功率；Sup(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元电量变化量，SUP(N-i+1)＝(1-τ)S(N-i)-S(N-i+1)，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量。所述根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数包括：根据PB(i)确定如下式的i阶段储能单元的指标函数：V(i)＝fB(i)+fgrid(i)其中，V(i)表示i阶段指标函数，fB(i)表示i阶段储能单元的运行成本，fgrid(i)表示i阶段电网购售电成本，fB(i)按下式计算：fB(i)＝μB×|PB(i)|其中，μB表示储能单元单位充放电成本；fgrid(i)按下式计算：fgrid(i)＝μgrid×[PL(i)-PB(i)-ΣPG(i)]其中，μgrid表示电网单位购售电成本，PL(i)表示i阶段负荷消耗的电量，∑PG(i)表示i阶段分布式电源的总发电量；根据PB(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段指标函数：V(N-i+1)＝fB(N-i+1)+fgrid(N-i+1)其中，V(N-i+1)表示N-i+1阶段指标函数，fB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的运行成本，fgrid(N-i+1)表示N-i+1阶段电网购售电成本，fB(N-i+1)按下式计算：fB(N-i+1)＝μB×|PB(N-i+1)|fgrid(N-i+1)按下式计算：fgrid(N-i+1)＝μgrid×[PL(N-i+1)-PB(N-i+1)-ΣPG(N-i+1)]其中，PL(N-i+1)表示N-i+1阶段负荷消耗的电量，ΣPG(N-i+1)为N-i+1阶段分布式电源的总发电量。所述根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本包括：根据V(i)确定如下式的i阶段储能单元的最优运行成本：F(S(i,m))＝min{l∈E(i,m)|F(S(i-1,l))+V(i)}根据V(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段储能单元的最优运行成本：F(S(N-i,k))＝min{u∈E(N-i,k)|F(S(N-i+1,u))+V(N-i+1)}其中，F(S(i,m))表示i阶段中有效状态m下储能单元的最优运行成本，E(i,m)表示i阶段中有效状态的集合，F(S(i-1,l))表示i-1阶段中有效状态l下储能单元的最优运行成本；F(S(N-i,k))表示N-i阶段中有效状态k下储能单元的最优运行成本，E(N-i,k)表示N-i阶段中有效状态的集合，F(S(N-i+1,u))表示N-i+1阶段中有效状态u下储能单元的最优运行成本。所述根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略包括：判断是否满足i＝N-i，若是，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略；否则使i＝i+1，返回确定储能单元电量的有效状态，并执行后续操作。本专利技术还提供一种微电网储能经济运行控制装置，包括：第一确定模块，用于确定储能单元电量的有效状态；计算模块，用于根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率，并根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数；第二确定模块，根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略。所述第一确定单元具体用于：判断i阶段储能单元的电量S(i)和N-i阶段储能单元的电量S(N-i)是否各自满足若是，S(i)和S(N-i)为有效状态，否则S(i)和S(N-i)为无效状态；其中，S(i)表示i阶段储能单元的电量，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量，S(i-1)min和S(i-1)max分别表示i-1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，S(N-i+1)min和S(N-i+1)max分别表示N-i+1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，PBCmax表示储能单元的最大充电功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电网储能经济运行控制方法，其特征在于，包括：确定储能单元电量的有效状态；根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率，并根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数；根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略。

【技术特征摘要】
1.一种微电网储能经济运行控制方法，其特征在于，包括：确定储能单元电量的有效状态；根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率，并根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数；根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略。2.根据权利要求1所述的微电网储能经济运行控制方法，其特征在于，所述确定储能单元电量的有效状态包括：判断i阶段储能单元的电量S(i)和N-i阶段储能单元的电量S(N-i)是否各自满足若是，S(i)和S(N-i)为有效状态，否则S(i)和S(N-i)为无效状态；其中，S(i)表示i阶段储能单元的电量，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量，S(i-1)min和S(i-1)max分别表示i-1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，S(N-i+1)min和S(N-i+1)max分别表示N-i+1阶段储能单元的电量的最小值和最大值，PBCmax表示储能单元的最大充电功率，PBDmax表示储能单元的最大放电功率，ηd表示储能单元的放电效率，ηc表示储能单元的充电效率，Δt表示相邻阶段的时间间隔。3.根据权利要求2所述的微电网储能经济运行控制方法，其特征在于，所述根据储能单元电量的有效状态计算储能单元的充放电功率包括：根据下式计算i阶段储能单元的充放电功率：其中，PB(i)表示i阶段储能单元的充放电功率；Sup(i)表示i阶段储能单元电量变化量，且Sup(i)＝(1-τ)S(i-1)-S(i)，S(i-1)表示i-1阶段储能单元的电量，τ表示储能单元的自放电率；根据下式计算N-i+1阶段储能单元的充放电功率：其中，PB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的充放电功率；Sup(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元电量变化量，SUP(N-i+1)＝(1-τ)S(N-i)-S(N-i+1)，S(N-i)表示N-i阶段储能单元的电量。4.根据权利要求3所述的微电网储能经济运行控制方法，其特征在于，所述根据储能单元的充放电功率确定阶段指标函数包括：根据PB(i)确定如下式的i阶段储能单元的指标函数：V(i)＝fB(i)+fgrid(i)其中，V(i)表示i阶段指标函数，fB(i)表示i阶段储能单元的运行成本，fgrid(i)表示i阶段电网购售电成本，fB(i)按下式计算：fB(i)＝μB×|PB(i)|其中，μB表示储能单元单位充放电成本；fgrid(i)按下式计算：fgrid(i)＝μgrid×[PL(i)-PB(i)-∑PG(i)]其中，μgrid表示电网单位购售电成本，PL(i)表示i阶段负荷消耗的电量，∑PG(i)表示i阶段分布式电源的总发电量；根据PB(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段指标函数：V(N-i+1)＝fB(N-i+1)+fgrid(N-i+1)其中，V(N-i+1)表示N-i+1阶段指标函数，fB(N-i+1)表示N-i+1阶段储能单元的运行成本，fgrid(N-i+1)表示N-i+1阶段电网购售电成本，fB(N-i+1)按下式计算：fB(N-i+1)＝μB×|PB(N-i+1)|fgrid(N-i+1)按下式计算：fgrid(N-i+1)＝μgrid×[PL(N-i+1)-PB(N-i+1)-ΣPG(N-i+1)]其中，PL(N-i+1)表示N-i+1阶段负荷消耗的电量，ΣPG(N-i+1)为N-i+1阶段分布式电源的总发电量。5.根据权利要求4所述的微电网储能经济运行控制方法，其特征在于，所述根据阶段指标函数确定储能单元的最优运行成本包括：根据V(i)确定如下式的i阶段储能单元的最优运行成本：F(S(i,m))＝min{l∈E(i,m)|F(S(i-1,l))+V(i)}根据V(N-i+1)确定如下式的N-i+1阶段储能单元的最优运行成本：F(S(N-i,k))＝min{u∈E(N-i,k)|F(S(N-i+1,u))+V(N-i+1)}其中，F(S(i,m))表示i阶段中有效状态m下储能单元的最优运行成本，E(i,m)表示i阶段中有效状态的集合，F(S(i-1,l))表示i-1阶段中有效状态l下储能单元的最优运行成本；F(S(N-i,k))表示N-i阶段中有效状态k下储能单元的最优运行成本，E(N-i,k)表示N-i阶段中有效状态的集合，F(S(N-i+1,u))表示N-i+1阶段中有效状态u下储能单元的最优运行成本。6.根据权利要求5所述的微电网储能经济运行控制方法，其特征在于，所述根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略包括：判断是否满足i＝N-i，若是，根据储能单元的最优运行成本确定储能单元充放电功率的最优调度策略；否则使i＝i+1，返回...

【专利技术属性】
技术研发人员：王德顺，沈鸿，叶季蕾，薛金花，冯鑫振，杨波，吴福保，伏祥运，岳付昌，赵上林，孙博，陶琼，姬联涛，俞斌，韩桂刚，朱红保，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网江苏省电力公司连云港供电公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32